[发明专利]一种可降解的自修复水凝胶及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种可降解的自修复水凝胶及其制备方法与应用，所述可降解的自修复水凝胶由二甲基丙烯酰胺‑丙烯酸对醛基苯酚酯共聚物与多酰肼基化合物在水溶液中反应而成，所述二甲基丙烯酰胺‑丙烯酸对醛基苯酚酯共聚物包括重复单元A和重复单元B，所述重复单元A占共聚物总质量的25～98％。本发明的可降解自修复水凝胶以生物相容性聚合物聚二甲基丙烯酰胺为主体，生物相容性多酰肼基化合物为交联剂，具有良好的稳定性，安全无毒，保障了其生物相容性及生物医药领域的应用性能。更重要的是，本发明的水凝胶可以在非常温和的弱碱性(pH为8.0～8.5)条件下降解，且该降解条件是生命科学领域可以承受和实现的。

技术领域

本发明涉及一种水凝胶及其制备方法与应用，具体涉及一种可降解的自修复水凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

水凝胶是吸收大量水分的具有三维网络结构的高分子材料，其性质柔软，且能够保持一定的形状。自修复水凝胶是当受到外界损伤之后具有自愈合能力的水凝胶，且其修复过程接近生命体的自我修复，不但在生物科学与工程领域(如人造器官，组织工程和药物可控释放等方面)有着非常广阔的应用前景，还有望帮助人类揭开生命体自我修复的奥秘。因此，可以自我修复的水凝胶已经引起科学界的广泛关注。

目前，现有的自修复水凝胶虽然可以在受到外界伤害时自动修复损伤，但并不具备可降解性能，在行使完其自身功能后，交联结构的残留将带来环境问题，而用于生物医药领域的自修复水凝胶更可能因为交联结构的残留而造成潜在的副作用。因此，交联结构的降解成为了水凝胶研究过程中亟待解决的技术难题。

现有技术中已存在多种可降解结构，包括生物可降解的聚己内酯和聚乳酸、可以还原降解的双硫键以及酸性或强碱性条件下可降解的可逆化学键等。但是，生物可降解的聚酯无法用于制备水凝胶材料，而其它可降解结构的降解条件较为苛刻，不能在温和的弱碱性条件下降解，因此这些降解结构是根本无法应用于生命科学领域的。可见，开发一种可在温和条件下降解的水凝胶是非常必要的。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种可降解的自修复水凝胶，以解决现有自修复水凝胶难以降解的问题。

本发明的目的之二就是提供一种可降解的自修复水凝胶的制备方法，以制备出能够自我修复且可在温和条件下降解的水凝胶。

本发明的目的之三就是提供一种可降解的自修复水凝胶在人造器官、药物负载与可控释放领域中的应用。

本发明的目的之一是这样实现的，一种可降解的自修复水凝胶，该水凝胶由二甲基丙烯酰胺-丙烯酸对醛基苯酚酯共聚物与多酰肼基化合物在水溶液中反应而成，所述二甲基丙烯酰胺-丙烯酸对醛基苯酚酯共聚物包括重复单元A和重复单元B，所述重复单元A占共聚物总质量的25～98％，所述多酰肼基化合物是指至少含有两个酰肼基团的化合物，

式中，R为H或C_1～5的烷基。

优选地，所述R为H或甲基，所述重复单元A占共聚物总质量的50～95％。

优选地，所述多酰肼基化合物为单体化合物、带有两个端酰肼基团的聚合物或带有两个以上侧酰肼基团的聚合物；更优选地，所述多酰肼基化合物为对己二酰肼、双硫二丙酰肼、带有两个酰肼基的聚乙二醇或带有两个酰肼基的聚(N-异丙基丙烯酰胺)。

本发明的可降解自修复水凝胶以生物相容性聚合物聚二甲基丙烯酰胺为主体，生物相容性多酰肼基化合物为交联剂，具有良好的稳定性，安全无毒，保障了其生物相容性及生物医药领域的应用性能。本发明的水凝胶的制备及自修复过程不需要任何外界催化剂，摆脱了对催化剂的依赖性。更重要的是，本发明的水凝胶可以在非常温和的弱碱性(pH为8.0～8.5)条件下降解，且该降解条件是生命科学领域可以承受和实现的，从而解决了现有自修复水凝胶因交联结构残留而给生命体带来潜在副作用及对环境造成破坏的问题。